Nu flytter rumstationen til Månen

Fra den nye station kan astronauter afprøve livet i det fjerne rum og udforske vores grå følgesvend – men stationen bliver også et trinbræt til missioner længere ud i Solsystemet, fx vores naboplanet Mars, for hvis drømmen om at udforske hele Solsystemet skal gå i opfyldelse, har vi ifølge de store rumagenturer faktisk intet valg: Vi må til Månen.

Mennesket flytter i kredsløb

Rumstationernes æra begyndte i 1971, hvor russerne sendte den første af slagsen, Saljut, op i kredsløb om Jorden. Amerikanerne fulgte trop med Skylab i 1973, og i 1986 fulgte russiske Mir, der styrtede i Stillehavet i 2001.

Fra 1998 etablerede Rusland, Canada, USA, Europa og Japan i samarbejde så Den Internationale Rumstation, ISS, som har været det eneste permanente rumlaboratorium de seneste 20 år, og NASA har godkendt driften af ISS frem til udgangen af 2028.

Nu er forskerne klar – og teknologien moden – til ikke blot at bygge efterfølgeren til ISS, men også at forene dét ønske med et andet, som har boblet siden 1970’erne: at vende tilbage til Månen.

I 1969 satte astronauter for første gang nogensinde fødderne på Månen. Omtrent 55 år senere, i 2024, skal mennesket vende tilbage. NASA søsætter således i slutningen af 2021 efterfølgeren til Apolloprogrammet, kaldet Artemis, som i 2024 skal placere mennesker på Månen igen.

Rumagenturet har til formålet udviklet en raket, som er endnu kraftigere end Saturn V, der sendte Apollomissionerne afsted: Space Launch System (SLS). I spidsen af SLS placeres rumkapslen kaldet Orion, hvor op til seks astronauter ad gangen kan sidde.

Men modsat for 55 år siden, da Neil Armstrong og Buzz Aldrin forlod Månen efter 21 timer, skal vi nu etablere en kontinuerlig tilstedeværelse omkring og på Månen.

Og første skridt bliver at samle den nye rumstation, Gateway, som bliver et knudepunkt for trafik og forskning.

Rumstation måler stråling

I 2024 opsendes den nye rumstations første to moduler, ét med motorkraft og ét til beboelse, og går i kredsløb om Månen.

Rumstationens motor får sin energi fra to store solpaneler, som leverer 60 kW strøm og er 18 meter lange. De er dermed de største på noget rumfartøj overhovedet, bortset fra ISS.

Beboelsesmodulet, kaldet HALO, er 18,7 kubikmeter stort og er en videreudvikling af fartøjet Cygnus, som i en årrække har fragtet videnskabeligt udstyr og reservedele til Den Internationale Rumstation. Modulet bliver koblet sammen med motormodulet inden opsendelsen.

Modulet har dog fået tilføjet livsvigtigt nyt udstyr: strålingssensorer.

På ISS beskytter Jordens magnetfelt nemlig i høj grad mennesker mod stråling, som bl.a. kommer fra Solen, men i kredsløb om Månen ca. 384.000 km fra Jorden beskytter feltet ikke længere.

På ydersiden af beboelsesmodulet sidder derfor måleren ERSA, som registrerer energien i bl.a. protoner og elektroner, der rammer rumstationen. ERSA kan beregne, hvornår partiklernes energi er så kraftig, at den kan kortslutte elektronik – og skade menneskeligt væv.

Inde i beboelsesmodulet sidder måleren IDA, som laver de samme målinger. Dermed kan forskerne udlede, hvor godt stationens skal beskytter mod strålingen.

Næste trin i byggeprocessen er opsendelsen af endnu et beboelsesmodul, The International Habitation Module (I-HAB), som bliver konstrueret i et samarbejde mellem det europæiske og det japanske rumagentur.

I-HAB kan ligesom HALO rumme fire astronauter ad gangen, men tilbyder hele 48 kubikmeter plads. Det japanske rumagentur står for at installere luftfiltrering og temperaturkontrol, som sikrer, at astronauterne kan opholde sig i modulet uden rumdragter på.

I 2026 opsendes Canadas bidrag til månestationen, en 8,5 meter lang gribearm, der skal reparere og vedligeholde stationen.

Og i 2027 letter så brændstofmodulet ESPRIT. Modulet er udstyret med tanke, der kan fyldes med flydende brændstof til rumfartøjer, der kobler sig til stationen, samt xenongas og hydrazin, som stationens egne motorer bruger til at fastholde kursen rundt om Månen.

ESPRIT får også vinduer, så astronauter kan se Månen fra alle vinkler på vej rundt i stationens kredsløb.

I modsætning til ISS, der har et næsten cirkulært kredsløb om Jorden, bliver Gateways bane formet som en forskudt ellipse, der skiftevis bringer månestationen inden for 1500 km af Månens overflade og 70.000 km væk fra den i løbet af en uge.

Når stationen er tættest på Månen, kan missioner hurtigt sendes ned til overfladen. Og når stationen er længst væk, betyder vekselvirkningen mellem Jordens og Månens tyngdekraft, at kredsløbsbanen kræver mindst muligt brændstof at opretholde.

I løbet af årene skal astronauter både forske ombord på stationen, hvor de skal bo i op til 30-dages intervaller, lande på Månens overflade og analysere prøver derfra.

Første besøg på stationen bliver efter planen i 2024, hvor NASA opsender fire astronauter. To af dem fortsætter til Månen, mens to bliver boende på stationen, før de alle efter omtrent en uge vender hjemad.

Forskningen på stationen fokuserer især på, hvordan menneskekroppen bliver påvirket af rummets stråling langt væk fra Jordens beskyttende magnetfelt.

Astronauterne, der kredser rundt på stationen, kan samtidig fjernstyre rovere på Månens overflade, som udforsker landskabet og udpeger interessante områder at indsamle prøver, som kan fragtes tilbage til stationen af ubemandede fartøjer og analyseres.

Især er forskerne interesseret i vand. Prøver fra et indisk rumfartøj har allerede bekræftet, at vand i form af is befinder sig i store kratere på Månens nord- og sydpol. Vandet kan både bruges som drikkevand til mennesker på Månen – og splittes op gennem elektrolyse til sine grundbestanddele brint og ilt, der begge kan bruges som raketbrændstof.

Hvis ingeniører kan etablere brændstofproduktion på Månen, kan brændstoffet fragtes til Gateway. Herefter kan brændstoffet blive overført til et rumfartøj fra Jorden, som kobler sig til, inden det fortsætter videre ud i Solsystemet.

Og med tiden bliver det ikke kun rovere og apparater, der fremstiller brændstof, som skal holde til på Månen. Her skal også bygges bemandede baser. Og Rusland og Kina har for nylig offentliggjort, at de går i gang med arbejdet.

Kinesiske Chang’e-landingsfartøjer kommer til at udgøre de første byggeklodser. Først kortlægger to af fartøjerne med hjælp fra små rovere et område tæt på Månens sydpol.

Derefter sender Rusland og Kina 3D-printere til Månen. Printerne skal udnytte Månens eget klippemateriale kaldet regolit til at konstruere selve basens beboelige moduler.

Selvom Rusland og Kina har været hurtigst til at melde sig på banen med en tidsplan for en månebase, pønser NASA også på permanent beboelse på Månen på længere sigt.

Beboelsesmoduler skal ifølge planerne ligesom Rusland og Kinas base 3D-printes med Månens klippemateriale regolit. Basen skal oplyses så kraftigt, at forskerne derinde får oplevelsen af at arbejde og leve i dagslys.

NASA vil først testprinte beboelige moduler af et specialudviklet materiale, der ligner regolit, i et vakuumkammer for at efterligne Månen og siden videreudvikle 3D-printeren, så den kan sendes til og fungere på Månen.

Men nøglen til hele udforskningen af vores grå rummakker bliver Gateway. Stationen er nemlig ikke bare efterfølgeren til Den Internationale Rumstation, ISS. Den er 1000 gange længere væk – og dermed også 1000 gange tættere på resten af Solsystemet.

Den nye station er spået en levetid på 15 år. Og når de 15 år er omme, er vi sandsynligvis allerede ved at bygge – eller har bygget – stationens efterfølger på selve Månens overflade.

Eller længere ude i Solsystemet.